| 【発明の名称】 |
転がりスピンドルおよびそのような転がりスピンドルを備えた制動アクチエータ |
| 【発明者】 |
【氏名】ヴルフ・ライテルマン
【氏名】トーマス・デイックマン
【氏名】ヨアヒム・ベック
【氏名】ヴオルフガング・クレプレン
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| 【要約】 |
【課題】効率が高く、簡単で低コストで作製できるスピンドル、この転がりスピンドルに作用する電動モータを備えた制動アクチエータを提供する。
【解決手段】スピンドル棒４と、スピンドルナット６と、このスピンドルナット６と前記スピンドル棒４の間に支承されるローラー本体１０を備え、スピンドル棒４とスピンドルナット６が相対的に移動し、スピンドル棒４がスピンドルナット６に対して相対運動する時にローラー本体１０が初期位置から移動する転がりスピンドル２にあって、前記ローラー本体１０が戻しバネ１２で付勢されているケージ８の中に支承され、このケージ８により、スピンドル棒４が静止し、スピンドルナット６が静止している時、ローラー本体１０が初期位置から移動した後、初期位置に戻る。更に、転がりスピンドル２に作用する電動モータを備えた制動アクチエータにあって、前記転がりスピンドル２が上記に従い形成されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 スピンドル棒（４）と、スピンドルナット（６）と、このスピンドルナット（６）と前記スピンドル棒（４）の間に支承されるローラー本体（１０）を備え、スピンドル棒（４）とスピンドルナット（６）が相対的に移動し、スピンドル棒（４）がスピンドルナット（６）に対して相対運動する時にローラー本体（１０）が初期位置から移動する転がりスピンドル（２）において、前記ローラー本体（１０）が戻しバネ（１２）で付勢されているケージ（８）の中に支承され、このケージ（８）により、スピンドル棒（４）が静止し、スピンドルナット（６）が静止している時、ローラー本体（１０）が初期位置から移動した後、初期位置に戻ることを特徴とする転がりスピンドル（２）。
【請求項２】 前記ローラー本体（１０）はスピンドル棒（４）とスピンドルナット（６）の間に遊びを設けて支承されていることを特徴とする請求項１に記載の転がりスピンドル（２）。
【請求項３】 前記スピンドルナット（６）には、ケージ（８）とローラー本体（１０）の初期位置からの移動を制限するストッパー（２０）があることを特徴とする請求項１または２に記載の転がりスピンドル（２）。
【請求項４】 前記戻しバネ（１２）はストッパー（２０）とケージ（８）の間に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の転がりスピンドル（２）。
【請求項５】 ローラー本体（１０）の初期位置への戻りは、スピンドル棒（４）および／またはスピンドルナット（６）の振動により助長されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の転がりスピンドル（２）。
【請求項６】 転がりスピンドル（２）に作用する電動モータを備えた制動アクチエータにおいて、前記転がりスピンドル（２）が請求項１〜５の何れか１項に従い形成されていることを特徴とする制動アクチエータ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、スピンドル棒と、スピンドルナットと、このスピンドルナットと前記スピンドル棒の間に支承されるローラー本体を備え、スピンドル棒とスピンドルナットが相対的に移動し、スピンドル棒がスピンドルナットに対して相対運動する時にローラー本体が初期位置から移動する転がりスピンドル、およびこの転がりスピンドルに作用する電動モータを備えた制動アクチエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の転がりスピンドルは従来の技術により周知であり、スピンドル棒とスンドルナットの間に置かれたローラー本体がスピンドル棒とスピンドルナットの間の相対運動の時の摩擦損失を著しく低減するから効率が高い。スピンドル棒とスピンドルナットの間に相対運動があると、ローラー本体は初期位置から移動する。相対移動が大きい場合、ローラー本体がスピンドル棒とスピンドルナットの間の領域を離れ、その案内部から外れることを防止するため、転がりスピンドルにはローラー本体の戻し部がある。この種のローラー本体の戻し部は、例えば前方のローラー本体がスピンドルナットとスピンドル棒の間の案内部から外れ、このスピンドル棒を通してスピンドルナットが戻り、後方のローラー本体の後で再びスピンドルナットとスピンドル棒の間の案内部に入るように構成されている。従って、ローラー本体がスピンドルナットの中に「周期的」に案内されるとこになる。
【０００３】ローラー本体を周期的に戻すため、スピンドルナットとスピンドル棒の間の相対運動はスピンドル棒の長さだけで制限される。ローラー本体がスピンドルナットとスピンドル棒の間の案内部から外れる恐れが生じない。しかし、戻し通路を持つ転がりスピンドルは大量生産の投入には適していない。何故なら、これ等の転がりスピンドルは作製に経費がかかり、効果になるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、効率が高く、簡単で低コストで作製できる冒頭に述べた種類の転がりスピンドル、この転がりスピンドルに作用する電動モータを備えた制動アクチエータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明により、冒頭に述べた種類の転がりスピンドルにあって前記ローラー本体１０が戻しバネ１２で付勢されているケージ８の中に支承され、このケージ８により、スピンドル棒４が静止し、スピンドルナット６が静止している時、ローラー本体１０が初期位置から移動した後、初期位置に戻ることによって解決されている。
【０００６】更に、上記の課題は、この発明により、転がりスピンドル２に作用する電動モータを備えた制動アクチエータにあって、前記転がりスピンドル２が上記に従い形成されていることによって解決されている。
【０００７】この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明の基本構想はローラー本体の戻しがスピンドルナットとスピンドル棒の間の相対運動の間に行われるのでなく、スピンドル棒やスピンドルナットが止まっている時、戻しバネで付勢されたケージ、つまり鳥籠状のもので行われる点にある（ローラー本体は、初期位置に戻る時、スピンドルナットやスピンドル棒に対して滑りを生じる）。
【０００９】この発明で得られる利点は、特にスピンドル棒とスピンドルナットの間の相対運動中にローラー本体の戻しを無くして高価な戻し通路を省くことが出来るので、転がりスピンドルの構造が非常に簡単になるので、転がりスピンドルを低コストで作製できる点にある。この発明の他の利点は、スピンドル棒が止まっていて、スピンドルナットも止まっている時にローラー本体を初期位置に戻すことが戻しバネで付勢されたケージにより行われるので、この発明による転がりスピンドルの構造長が従来の技術による転がりスピンドルに比べて大きくなっていない点にある。従って、ローラー本体はスピンドルナットとスピンドル棒の間の相対運動が新たに行われる毎に同じ初期位置を占める。この発明の他の利点は、ケージの中に多数のローラー本体を装填してローラー本体の密度を高くすることにより、転がりスピンドルの力伝達能力を高めている点にある。これには、転がりスピンドルの基本構造を変える必要はない。
【００１０】この発明による転がりスピンドルは、電気制動装置の制動アクチエータに特に有利に使用できる。この制動アクチエータには、電動モータと、この電動モータと作用するスピンドル歯車の形の制動器とがある。制動装置を操作する場合、電動モータを駆動し、この電動モータの回転軸を回転させて、モータの回転軸に嵌まているスピンドル歯車のスピンドルナットを回転させる。スピンドルナットの回転はスピンドル棒の軸方向に動きに変換され、スピンドル棒によりブレーキライニングをブレーキディスクに押圧するので、ブレーキディスクの付属する対応するホィールに制動力が生じる。以下、どんな理由からこの発明による転がりスピンドルが制動アクチエータに特に有利に採用できるかを簡単に説明する。
【００１１】制動過程では、スピンドル棒の初期位置（制動過程の初め）とスピンドル棒の最終位置（ブレーキライニングが最大の力でブレーキディスクに押圧される位置）の間の送り距離は約 1 mm に過ぎない。スピンドルナット（位置固定されている）に対するスピンドル棒のこのように小さな軸方向の動きでは、スピンドルナットに対するスピンドル棒の相対運動の間に、ローラー本体の戻りが無くなる。何故なら、このような小さな相対移動では、ローラー本体がスピンドルナットとスピンドル棒の間の案内部から外れる恐れが生じないからである。制動過程の間にはブレーキライニングの磨耗は最小である。制動過程の終わりにはブレーキライニングとブレーキディスクの間の空隙を再び同じにするため、制動過程を導入する時の送り距離より僅かに短い距離だけスピンドル棒を戻すので、スピンドル棒は制動過程の初めの時とは別な（最小）初期位置を占める。こうして、スピンドル棒を新しい初期位置に戻すことにより、ローラー本体は制動過程の導入時に占めていた初期位置に戻ることはない。しかし、ローラー本体はスピンドル棒とスピンドルナットが静止している時に戻しバネで付勢されたケージにより、制動過程の導入時に占めていた初期位置に戻る。従って、新たな制動過程を導入すると、スピンドル棒はスピンドルナットに対して最小に移動するが、ローラー本体は同じ初期位置を占める。制動過程が多くなるとブレーキライニングの磨耗が進むことにより、スピンドルナットに対するスピンドル棒の初期位置の相対移動が約 2.5 mm となるが、ローラー本体の初期位置は何時も維持されている。
【００１２】この発明を更に発展させた構成によれば、ローラー本体はスピンドル棒とスピンドルナットの間に遊びを付けて支承されている。この構成の利点は、スピンドル棒とスピンドルナットに対するローラー本体の遊びは、スピンドル棒が静止し、スピンドルナットが静止している時にケージによりローラー本体の戻しを簡単にする点にある。
【００１３】他の構成によれば、ケージとローラー本体の初期位置からの移動距離を制限するストッパーがスピンドルナットにある。この他の構成の利点は、ローラー本体とケージがスピンドルナットに対してこの移動距離だけしか移動しない点にある。従って、ケージあるいはローラー本体とスピンドルナットの間の相対移動が大き過ぎることになり、これがローラー本体をスピンドル棒とスピンドルナットの間の軸受から外れさせることを排除する。ストッパーが転がりスピンドルの中にある場合、戻しバネをこのストッパーとケージの間に配置すると有利である。
【００１４】この発明の他の構成によれば、ケージによるローラー本体の初期位置への戻しはスピンドル棒および／またはスピンドルナットの振動により助長される。この種の振動は、制動アクチエータの場合、例えばスピンドル棒を短い距離だけ往復移動させ、その場合にスピンドル棒が平均して位置を変えないように電動モータを操作すいることにより誘起させることができる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例と他の利点をより詳しく説明する。
【００１６】図１はスピンドル棒４とスピンドルナット６を備えた転がりスピンドル２を示す。スピンドル棒４とスピンドルナット６の間には、ここではボールの形をしたローラー本体１０が支承されている。このため、スピンドル棒４とスピンドルナット６にはそれぞれ一つのネジ状に形成された溝１８が付けてある。これ等の溝は一緒になってラセン状に形成された「通路」を形成する。ボール１０は一つのケージ８により保持され、このケージもスピンドル棒４とスピンドルナット６の間にあり、スピンドル棒４を「円管」のように軸方向に取り囲む。このケージ８は戻しバネ１２で付勢されている。この戻しバネはストッパー２０とケージ８の間にあり、スピンドル棒４を同じように軸方向に保持する。以下では、スピンドルナット６は軸方向に移動しないが、スピンドル棒４の長手軸周りに回転可能に支承されていると仮定する。更に、スピンドル棒４は回転止めして支承されているが、長手軸の方向に移動すると仮定する。これ等の仮定の下で、スピンドルナット６が長手軸の周りに矢印１４の方向に回転すると以下のことが生じる。
【００１７】ボール１０はスピンドル棒４の溝１８の中を転がり、スピンドル棒４とケージ８にその中にあるボール１０と共に矢印１６の方向の軸方向の移動を与える。その場合、ケージ８はスピンドル棒４のように距離の半分を進む。この軸方向の動きの影響の下で、ストッパー２０とケージ８の間にある戻しバネ１２が圧縮する。スピンドル棒４の軸方向の動きあるいはボール１０を伴うケージ８の軸方向の動きは転がりスピンドル２の操作過程でストッパー２０により制限されることが図１から分かる。
【００１８】スピンドル棒４にトルクが働かなければ、スピンドルナット６とスピンドル棒４は静止している。この無負荷状態では、戻しバネ１２は矢印１６の方向とは反対に緩んでいて、この戻しバネ１２の緩みによりケージ８がその中にあるボールと共に図１に示す初期位置に戻る。この場合、ボール１０は再びスピンドル棒４あるいはスピンドルナット６の溝１８の中を転がるか滑り、ケージ８の軸方向の動きと回転運動となる。
【００１９】スピンドルナット６が矢印１４の方向に新たに回転すると、スピンドル棒４およびケージ８はその中にあるボール１０と共に再び軸方向に動く。この場合、ケージ８とその中にあるボール１０は図１に示す初期位置か再び軸方向に動き始める。
【００２０】図１に関連して選んだ運動状態はただ例示的に選んだものであることが分かる。当然、この代わりに、スピンドルナット６に替えてスピンドル棒４を回転可能に支承することもできる。この場合には、スピンドルナット６が回転止めされていて、軸方向に移動可能に支承されているので、スピンドルナット６はスピンドル棒４が長手軸の周りに回転すると軸方向に移動する。
【００２１】図２は図１の転がりスピンドルを持つ制動アクチエータを模式図にして示す。この場合、図２には以下の説明の理解に必要な構成要素のみを示す。図２a は制動過程の前の「静止位置」の制動アクチエータを示す。制動過程では、スピンドルナット６が長手軸の周りに矢印１４の方向に回転するように、スピンドルナット６に（図示していない）電動モータを用いてトルクを加える。図１に関連して説明したように、これにより、スピンドル棒４と制動ピストン２２が矢印１６の方向に軸方向の運動をする。従って、両方のブレーキライニング２４a と２４bはこれ等のブレーキライニングとブレーキディスク２６の間に空隙２８を通し、最終的にはブレーキディスク２６に押圧される。その結果、ブレーキディスク２６が付属するホィールに制動力が加わる。スピンドル棒４の矢印１６の方向の移動距離は制動過程で約 1 mm になり、空隙の幅と、ブレーキディスクやブレーキライニング２４a,２４b 等の弾性変形とから成る。
【００２２】制動過程の間にブレーキライニング２４a と２４b の磨耗が最小になるので、ブレーキライニング２４a の厚さとブレーキライニング２４b の厚さがそれぞれ値ｄだけ減少する。制動過程が終わると、スピンドル棒４はスピンドルナット６と電動モータにより、ブレーキライニング２４a の新しい端面３０b （図２b を参照）が制動過程の前の元の端面３０a （図２a を参照）と同じ位置を占めるように戻される。その結果、ブレーキディスク２６とブレーキライニング２４a の間に再び同じ空隙２８が生じる。これを達成するため、スピンドル棒４は明らかなように、移動距離に対して区間２d だけ減少した距離戻るだけでよい。スピンドル棒４は制動過程の後に図２b に示す位置を占める。スピンドル棒４がこの位置に戻ると、ケージ８もその中にあるボール１０と共に戻る。この場合、スピンドル棒４の戻りにより、ケージ８は（矢印１６の軸方向に見て）図２a に示す初期位置の前に最小のところにある位置に戻る。ケージ８とその中にあるボール１０の図２a および図２b に示す初期位置への最終的な戻りは、スピンドル棒４が静止し、スピンドルナット６が静止している時、戻しバネ１２の緩みにより達成される。次の制動過程では、ケージ８がその中にあるボール１０と共に図２a および図２b に示す初期位置から再び軸方向の移動を始める。
【００２３】ブレーキライニング２４a と２４b の磨耗はブレーキライニング２４a と２４b の「寿命」が進と合わせて約 25 mmである。従って、スピンドル棒４はブレーキライニング２４a と２４b の寿命が進と図２a に示す位置に対して磨耗調整のため 25 mm左に移動する。しかし、ケージ８はその中にあるボール１０と共に制動過程の前にその都度図２a および図２b に示す同じ初期位置を占める。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の転がりスピンドルは効率が高く、簡単で低コストで作製できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００４０４３１
【氏名又は名称】コンテイネンタル・アクチエンゲゼルシヤフト
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＮＴＩＮＥＮＴＡＬ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）７月２日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】江崎 光史 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１８０１５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１８７７９３ |
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